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示波器可當(dāng)頻譜儀使用?FFT這個寶藏功能教你快速“變形”

時間:2022-7-18閱讀:2045

示波器是我們老生常談的一個儀器,其功能性強(qiáng)、使用范圍廣。因此在觀察時域波形的時候也是一個非常重要的儀器,但示波器里面的FFT功能,卻促使示波器能夠作為一個簡易的頻譜儀使用,利用快速傅里葉變換,從而完成波形從時域到頻域的轉(zhuǎn)換,同時觀察時域波形和信號的頻率分量。在無法使用頻譜儀的場合,提供FFT分析支持。

接下來小編將為大家進(jìn)行講解演示,怎樣使用MSO8000系列數(shù)字示波器的FFT功能,一起來學(xué)習(xí)下吧。






FFT的基本功能


上面說到示波器的FFT功能可以作為簡易的頻譜儀然后進(jìn)行簡單的頻率成分分析,同時也可幫助使用者找出在波形中的異常頻點(diǎn)。MSO8000系列示波器提供FFT(快速傅立葉變換)數(shù)學(xué)運(yùn)算功能,可將時域信號轉(zhuǎn)換為頻域分量(頻譜)。能夠完成在觀測信號時域波形的同時也可觀測信號的頻譜圖,以便完成以下測試工作:


測量系統(tǒng)中的諧波分量和失真
表現(xiàn)直流電源中的噪聲特性
分析振動



根據(jù)上圖展示的,方波信號是由對應(yīng)頻率的奇次諧波組成的,因此在頻域中觀察1MHz的方波信號的諧波分量則應(yīng)有1、3、5、7、9次或以上的諧波分量,這次演示將以該信號為例子,利用MSO8104的FFT功能完成驗(yàn)證。



MSO8000系列數(shù)字示波器


當(dāng)下的集成設(shè)計(jì)領(lǐng)域,一款集成度較高的綜合示波器早已成為設(shè)計(jì)工程師*的得力工具。RIGOL自主研發(fā)的MSO8000系列數(shù)字示波器集包含了頻譜分析儀在內(nèi)的7種獨(dú)立儀器功能于一體。


標(biāo)配FFT運(yùn)算功能,最大1Mpts波形數(shù)據(jù)實(shí)時運(yùn)算

可一起顯示多達(dá)4組運(yùn)算

支持獨(dú)立的FFT彩色余輝顯示

多達(dá)15個峰值的峰值搜索功能,事件列表可導(dǎo)出



除了上述所說優(yōu)點(diǎn)外,MSO8000還可提供如16通道邏輯分析儀、任意波形發(fā)生器、數(shù)字電壓表、高精度頻率計(jì)、累加器以及協(xié)議分析儀等多種儀器的部分功能。



FFT分析的操作步驟如下:

測試準(zhǔn)備

首先需要一臺具備FFT分析功能的數(shù)字示波器,本次使用RIGOL MSO8104數(shù)字示波器進(jìn)行演示

準(zhǔn)備待測信號,本次采用DG2102函數(shù)/任意波形發(fā)生器提供一個5Vpp,1MHz的方波信號


FFT運(yùn)算分析

1

設(shè)置適合的水平時基和垂直檔位,以便于方波信號在屏幕上比較完整地顯示,添加頻率測量項(xiàng),則會顯示現(xiàn)在信號的頻率是1MHz

2

打開MATH功能,運(yùn)算符選擇FFT,信源設(shè)定為CH1,打開運(yùn)算

3

調(diào)整合適的偏移和垂直檔位,以便于波形可以相對完整地顯示在屏幕上

4

在“更多"設(shè)置中可以將X設(shè)置為“Span-Center"(掃寬-中心頻率)或“Start-End" (起始頻率-終止頻率),本次演示設(shè)置為“Start-End",設(shè)置起始頻率為1MHz,終止頻率為100MHz,窗函數(shù)為布萊克曼窗(此設(shè)置能夠使各個頻率顯示地更加完整)

5

打開峰值搜索功能,設(shè)置峰值個數(shù),本次演示設(shè)置為9個,排序方式為頻率大小

6

調(diào)整合適的閾值,直至峰值列表出現(xiàn)9個頻點(diǎn),在測試結(jié)果的峰值列表中可以看出該信號的各個頻率分量。




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